稀漿封層關鍵控制要素研究

蘇 洲

(四川省交通運輸廳公路規(guī)劃勘察設計研究院)

1 原材料關鍵控制點

目前我國稀漿封層采用的規(guī)范為中華人民共和國行業(yè)標準《微表處和稀漿封層技術指南》JTG/T F40－02－2005(以下簡稱:《指南》)。稀漿封層的原材料主要包括:乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑。本文根據(jù)我省兩條路的實際使用狀況來看，集料均采用軋制瀝青面層產(chǎn)生的0～5 mm 的石屑，其技術要求均能滿足《指南》規(guī)定;填料均采用符合《公路水泥混凝土路面施工技術細則》(JTG/T F30－2014)的PO42.5 水泥;水均采用可飲用水;不使用添加劑。

我省用于稀漿封層的乳化瀝青基本都是采用施工單位自行生產(chǎn)的陽離子乳化瀝青，列舉了兩條路上采用的乳化瀝青試驗指標，并與規(guī)范規(guī)定乳化瀝青技術要求做比較，結果見表1。

表1 乳化瀝青試驗結果表

從表1 可以看出，兩條路的5 d 儲存穩(wěn)定性均超出了《指南》要求，而且路一的蒸發(fā)殘留分含量還略低于《指南》要求。雖然兩條路的乳化瀝青均不能每項指標都滿足《技術指南》，但其混合料性能，包括:可拌和時間、粘聚力試驗、負荷車輪試驗及濕輪磨耗試驗等均滿足《技術指南》要求，而且現(xiàn)場使用效果也很好。由此可見，由施工單位自行加工的乳化瀝青，普遍存在5 d 儲存穩(wěn)定性不足的問題，但是只要做到現(xiàn)配現(xiàn)用，同樣能夠生產(chǎn)出合格的稀漿封層混合料;乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量可略低于規(guī)范要求，相應增加乳化瀝青用量也可使稀漿封層具備良好的粘結性能。因此，乳化瀝青控制的關鍵還在于蒸發(fā)殘留物性質的各項指標，因為稀漿混合料主要靠乳化瀝青破乳后的瀝青起粘結作用，這些指標直接關系到乳化瀝青破乳后稀漿封層混合料的路用性能。

2 稀漿混合料關鍵控制點

2.1 水泥劑量及用水量對拌和時間的影響

本次試驗采用路一的礦料及乳化瀝青，保持礦料及乳化瀝青用量不變，改變水泥劑量及用水量，測試其拌和時間。室內試驗均在溫度25℃，相對濕度42%的環(huán)境條件下進行，試驗結果見下表。

表2 水泥劑量及用水量對拌和的影響

從表1 可以看出，隨著水泥劑量的增加，可拌和時間及不可施工時間均縮短;隨著用水量的增加，可拌和時間及不可施工時間均大幅度延長。

2.2 乳化瀝青用量及用水量對拌和時間的影響

本次試驗采用路一的礦料及乳化瀝青，保持礦料及水泥用量不變，改變乳化瀝青用量及用水量，測試其拌和時間。室內試驗均在溫度25℃，相對濕度42%的環(huán)境條件下進行，試驗結果見表3。

表3 乳化瀝青用量對拌和的影響

由表3 可以看出，隨著乳化瀝青用量的增加，可拌和時間及不可施工時間均大幅度延長。比較2、3、4 組數(shù)據(jù)可發(fā)現(xiàn)，兩組數(shù)據(jù)的實際水量(包括外加水及乳化瀝青中的水)相當，均為10 g 左右，而3 組數(shù)據(jù)的純?yōu)r青量為10 g，2 組純?yōu)r青量為7.5 g，4 組純?yōu)r青量為5.5 g，三組試件的可拌和時間相差不大，而不可施工時間4 組最長、2 組次之、3 組最短，說明可拌和時間基本受水量控制，而不可拌和時間主要受純?yōu)r青含量控制，純?yōu)r青含量越大，其結團時間越快。

2.3 礦料溫度對拌和時間的影響

《指南》中規(guī)定稀漿封層的最低施工溫度不能低于10 ℃，未規(guī)定最高施工溫度?？紤]施工現(xiàn)場夏季氣溫較高的情況下，礦料溫度會達到40 ℃，因此本次試驗選擇路一的原材料，采用推薦的施工配合比，將礦料放置入烘箱，通過調節(jié)烘箱溫度來改變礦料溫度，分析礦料溫度對拌和時間的影響規(guī)律。分別做了10 ℃、20 ℃、30 ℃、40 ℃四種礦料溫度下的拌和試驗，試驗結果見表4。

表4 礦料溫度對拌和的影響

由上表可以看出，隨著礦料溫度的升高，可拌和時間逐漸縮短，并且在礦料溫度超過30 ℃之后急劇下降，這主要是因為隨著礦料溫度的升高，乳化瀝青與礦料表面接觸后破乳速度加快。根據(jù)現(xiàn)代稀漿封層攤鋪機械的性能，稀漿封層施工時的拌和時間大約40～90 s，不需要大于規(guī)范規(guī)定的180 s，因此建議在礦料溫度低于35 ℃的情況下才進行稀漿封層的施工。

2.4 合理瀝青用量的選擇

稀漿封層最終的使用效果主要是看乳化瀝青破乳后瀝青的粘結性能，瀝青不能過多也不能過少。本文搜集了幾條路的稀漿封層配合比，計算各個配合比的最佳油石比以及礦料比較面積，結果見表5。

表5 最佳油石比與比表面積關系

由表5 可以看出，幾個稀漿封層最佳油石比與比表面積之間并沒有很好的相關性，這主要因為各個稀漿封層采用的礦料及乳化瀝青不同，但可以看出最佳油石比范圍在6.0%～8.5%之間。

3 稀漿封層施工關鍵控制點

根據(jù)省內稀漿封層現(xiàn)場施工情況來看，目前稀漿封層施工主要存在以下幾點需要注意的問題:

(1)由于偶爾有超粒徑的碎石存在，會使稀漿封層攤鋪過程中產(chǎn)生長長的縱向劃痕，影響美觀及使用效果。因此，應盡量避免有超粒徑顆粒存在，施工現(xiàn)場若發(fā)現(xiàn)劃痕，應立即清除超粒徑碎石，并用稀漿混合料將劃痕補平;

(2)由于天公不作美，剛鋪筑完的稀漿封層尚未完全破乳就遇到下雨，導致乳化瀝青及部分石料被雨水沖走，只剩下松散的碎石顆粒。遇到這種情況必須待天氣好將松散碎石清掃干凈后重新鋪筑稀漿封層;

(3)由于施工單位組織協(xié)調不好，施工車輛在未成型的稀漿封層上行走，導致稀漿封層被完全破壞。施工單位應加強施工管理，禁止一切車輛及人在未成型的封層上行走;

(4)由于水泥穩(wěn)定碎石基層平整度控制不好，局部產(chǎn)生坑槽，導致稀漿封層攤鋪后局部地方過厚，由于稀漿封層公稱粒徑較小，其抗剪切力不足，厚度過厚容易產(chǎn)生剪切破壞。

4 小 結

(1)原材料的控制關鍵在于乳化瀝青，乳化瀝青控制的關鍵在于蒸發(fā)殘留物性質的各項指標;

(2)隨著水泥劑量的增加，可拌和時間及不可施工時間均縮短;隨著用水量及乳化瀝青用量的增加，可拌和時間及不可施工時間均大幅度延長;

(3)建議在礦料溫度高于35 ℃的情況下，禁止進行稀漿封層的施工;

(4)稀漿封層混合料的最佳油石比范圍一般在6.0%～8.5%之間。

(5)稀漿封層施工的關鍵在于消除超粒徑顆粒，控制水泥穩(wěn)定碎石基層平整度及加強施工管理。

［1］虎增福.乳化瀝青及稀漿封層技術［M］.北京:人民交通出版社，2001.

［2］微表處和稀漿封層技術指南(JTG/T F40－02－2005)［S］.

［3］公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTG F40－2004)［S］.

［4］高文娟.影響乳化瀝青稀漿封層拌和時間的因素試驗與分析［J］.公路交通科技.